Điều khiển từ xa hồng ngoại dùng pt2248 và pt2249
TRANSCRIPT
Điều khiển từ xa hồng ngoại dùng PT2248 và PT2249
Post biendt | Điện tử điều khiển | Nhận xét(13) | Đọc(3046)
Mạch thu phát hồng ngoại là mạch khá là phổ biến mà ta thường hay thấy
trong tivi hay các thiết bị điều khiển từ xa với khoảng cách ngắn. Sóng hồng
ngoại dùng trong đây thì nó it bị nhiễu và tín hiệu ổn định. Để thu phát hồng
ngoại đơn giản họ hay dùng con LM555 để tạo mạch phát với tần số (36 -
38KHZ) và 1 mạch thu đơn giản! NHưng mà nó chỉ được 1 kênh duy nhất nay
tôi muốn nó thu phát với nhiều kênh vậy phải dùng 1 đôi PT2248 và PT2249.
1 ) Chuẩn bị linh kiện.
+ 1 đôi PT2248 và PT2249 giá trên thị trường (8K/đôi)
+ 1 dao động thạch anh tần số : 455KHZ giá khoảng (2.5k/con)
+ 1 LED phát hồng ngoại ( Giá 1k/con)
+ 1 Module thu 3 chân (vỏ sắt) ( 5K/con)
+ 1 con A1013 và 1 con 2N2222 ( Tổng chi phí cho hai con này là 2.5k)
+ Vài cái công tắc vài con trở và vài cái đền LED hiện thị (Cao nhất là 10K)
+ Điện áp cung cấp là 5V
2) Tổng quan qua về hệ thống thu phát hồng ngoại.
a) Khái niệm tia hồng ngoại.
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường , có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm . Tia hồng
ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng .
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp.Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s .Lượng
thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với
sóng điện từ mà người ta vẫn dùng .
- Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên thấu kém . Trong điều khiển
từ xa bằng tia hồng ngoại , chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp , có hướng , do
đó khi thu phải đúng hướng
b) Nguyên tắc thu phát hồng ngoại.
* ) Nguyên tắc phát tín hiệu.
Sơ đồ khối của mạch phát.
+ Giải thích sơ đồ.
- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các phím
chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương ứng
với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương
ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã lệnh
nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức năng
nhiều hay ít .
- Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi
động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời
gian chuẩn của mỗi bit .
- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp : Mã nhị phân tại
mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra
nối tiếp . Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi
xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc
chuyểnđổi đủ số bit của một mã lệnh .
- Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua
mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz
đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là
tăng cự ly phát .
- Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì
LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá
trị bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem
như bit = ‘0’ .
* Nguyên tắc thu tín hiệu.
Sơ đồ khối
- Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu
hồng ngoại hay các linh kiện quang khác .
- Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa
qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết
là mã lệnh .
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa
vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra
thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng
để kích mở mạch điều khiển .
- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần
thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách
sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác
3) Mạch phát tín hiệu hồng ngoại.
Sơ đồ mạch nguyên lý.
+ PT2248 là con điều khiển phát tín hiệu hồng ngoại với đầu ra có 18 chức
năng. Hiểu đơn giản là nó phát được 18 kênh với mã hóa khác nhau. PT2248
làm việc được với điện áp (2.2V - 5V) và được ứng dụng nhiều trong các thiết
bị điều khiển từ xa với khoảng cách ngắn.
+Chọn tần số dao động : tần số sóng mang mang mã truyền là tần số thu
được dovi mạch mã hóa sau khi tiến hành chia 12 lần đối với tần số dao động
của bộ cộng hưởng bằng thạch anh được đấu ở bên ngoài . Cho nên mức độ
ổn định của tần số này phụ thuộc vào chất lượng và quy cách của thạch
anh .Tần số dao động của mạch phát thường là 400-500Khz . Đối với mạch
phát trên thì nên chọn tần số của thạch anh là 455Khz.(Vì con này có ngoài
thị trường)
Tần số sóng mang = Tấn số dao động / 12 = 455/12 = 38KHZ
+ Do đầu ra của IC có dòng rất bé nên ta phải dùng thêm bộ khuyếch đại tín
hiệu của nó lên nên dùng con A1013. Hay ta có thể khuếch đại tín hiệu dùng
mạch Dalington cũng được (hệ số khuếch đại lớn)
+ Mã hóa các phìm được lắp theo kiểu ma trận. Cái này được lắp theo sơ đồ
trong datasheet!
4 ) Mạch thu hồng ngoại
Sơ đồ mạch nguyên lý
+ Đối với modul mắt thu trên thì trường có 2 loại module mắt thu tín hiệu
hồng ngoại . Một loại vỏ sắt và 1 loại vỏ bằng nhựa. Dùng loại module này
chống được nhiễu bên ngoài và thu được tín hiệu xung quang nó. Các xác
định chân rất đơn giản là
Nhìn trên hình ảnh đó thì :
- Chân 1 là chân tín hiệu out
- Chân 2 là chân GND
- Chân 3 là chân VCC
+ PT2249 là IC thu tín hiệu từ PT2248 và giải mã tín hiệu từ PT2248 cho ra
các kênh tương ứng. Với 10 đầu ra chứ năng tương ứng với 10 kênh tín hiệu.
NHưng mà ở mạch này tôi chỉ thí nghiệm vơi năm kênh nếu muốn các pác có
thể lắp thêm! Cái này các pác xem theo datasheet. Chứ còn hiểu nó hoạt
động trong thân của nó lằng nhằng lắm. Nói chung cứ làm cho nó chạy là OK.
==> Chúc các pác làm mạch thành công. Nếu thành công thì PM cho mình
nha.
Bài viết trên cũng có tham khảo 1 số tài liệu về hồng ngoại!
Sau đây là mạch làm test của tôi!
8) Nhiệm vụ và thông số của mạcha. IC thu phát PT 2248:IC PT2248 là một mạch tích hợp có nhiệm vụ là phát ra một chuỗi xung vuông từ chân Out khi có các tổ hợp phím được nhấn từ chân 4 – 12 thông qua Led phát hồng ngoại. Với mỗi một phím nhấn sẽ là một mã (một chuỗi xung vuông) khác nhau. Sẽ được phát đi liên tục hoặc không liên tục tuỳ vào phím được nhấn có phải là phím liên tục hay không, nếu không phải là phím liên tục thì chỉ được phát đi một lần.b. PT 2249IC PT2249 là một mạch tích hợp có nhiệm vụ là nhận tín hiệu (các chuỗi xung vuông gởi tới từ IC phát) từ chân IN, sau đó sẽ so sánh và giải mã để biết được thông điệp gới đến là gì rồi điều khiển các chân ngõ ra từ chân 3 – 12 trên IC.c.Thông số* MÔ TẢ:Mạch thu – phát gồm 1 mạch phát và 1 mạch thu.Mạch phát: gồm 5phím nhấn ký hiệu từ 1 đến 5tương ứng là 5thiết bị. Nguồn nuôi 3V.Mạch thu: 5 thiết bị. Nguồn nuôi 5V.* ĐẶC ĐIỂM:Mạch có thể thu phát với khoảng cách xa nhất đến 7m.Nguồn có thể sử dụng (đối với mạch phát) là 02 tháng.
Mạch thu có thể kết nối cho 10 thiết bị khác nhau, sử dụng nguồn trực tiếp từ lưới điện.Mạch có thể kết hợp mạch vi xử lý để điều khiển hẹn giờ, ứng dụngtrong công nghiệp và trong gia dụng.Đây là bài viết khá rõ ràng về nguyên tắc thu phát hồng ngoại và ứng dụng trong điều khiển ngoại vi. Sau đây là mạch thu và PCB của nó :
Điều khiển thiết bị từ xa bằng hồng ngoại (PT2248&2249)
Post biendt | Điện tử điều khiển | Nhận xét(15) | Đọc(9372)
Đây là bài viết ứng dụng của thành viên : Mai Thanh Ân
Địa chỉ liên lạc : [email protected]
Trong nhiều ứng dụng điều khiển thiết bị điện thì điều khiển từ xa là cái mà
người ta hay dùng nhất trong hiện nay bởi vì tính linh hoạt và tiện của nó!
Điều khiển từ xa chúng ta nhìn thấy nhiều nhất là cái điều khiển từ xa của tivi
bây giờ chúng ta muốn nó điều khiển các thiết bị khác như là đèn, quạt, mợ-
tơ bơm nước, TV… bằng sóng hồng ngoại thì cái này không khác mấy so với
cái điều khiển tivi của chúng ta nhưng chúng ta phải cách ly được phần điều
khiển và công suất! Với bài viết này sẽ hướng dẫn và đi sâu vào thiết kế
mạch điều khiển các thiết bị gia dụng bằng sóng hồng ngoại thông qua việc
sử dụng 1 đôi PT2249 và PT2249
I : Một số khái niệm chúng ta cần biết đến
1) Ánh sáng hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm. Tia hồng
ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s. Lượng
thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với
song điện từ mà người ta vẫn dùng.
Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ
xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi
thu phải đúng hướng.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ
qua thấu kính, tiêu cự …). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác
nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất.
Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng
hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với
ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp
bán dẫn để đi ra ngoài.
2) Nguyên lý thu phát hồng ngoại
Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương tiện khác nhau, có
thể nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng
ngoại như: lò bức xạ, lò điện, đèn, cơ thể người,… Để có thể truyền tia hồng
ngoại tốt phải tránh xung nhiễu bắt buộc phải dùng mã phát và nhận ổn định
để xác định xem đó là xung truyền hay nhiễu.Tần số làm việc tốt nhất từ 30
KHz đến 60 KHz, nhưng thường sử dụng khoảng 36 KHz. Ánh sáng hồng ngoại
truyền 36 lần/1s khi truyền mức 0 hay mức .
Dùng tần số 36 KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thì dễ, nhưng khó thu và
giải mã phải sử dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vuông, nếu ngõ ra có
xung nghĩa là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào.
a) Phần phát
Sơ đồ khối chức năng
-Khối chọn chức năng và khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào các phím
chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mổĩ phím chức năng tương ứng với
một số thập phân. Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng
dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1. Số bit trong mã lệnh nhị
phân có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều
hay ít.
-Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi
động mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời
gian chuẩn của mỗi bit.
-Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân tại
mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra
nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi
xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc
chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh.
-Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch
điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến
100Khz, nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn, nghĩa là tăng
cự ly phát.
-Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá trị bit
=’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó. Khi mã lệnh
có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng. Do đó bên thu không nhận được tín hiệu
xem như bit = ‘0’ .
b) Phần thu
Sơ đồ khối chức năng
- Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu
hồng ngoại hay các linh kiện quang khác.
- Khối khuếch đại và Tách sóng: trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi
đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần
thiết là mã lệnh.
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã: mã lệnh
được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối
giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra
tương ứng để kích mở mạch điều khiển.
- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên
phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ, đảm bảo cho mạch
tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác
II ) Tổng quan linh kiện chính sử dụng trong mạch
1) IC phát tín hiệu hồng ngoại PT2248
Đây là một bộ truyền phát tia hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS.
PT2249 kết hợp với PT2248 tạo ra 10 chức năng.Với cách tổ hợp như vậy, có
thể dùng cho nhiều loại thiết bị từ xa.
Đặc tính :
- Được sản xuất theo công nghệ CMOS
- Tiêu thụ công suất thấp
- Vùng điện áp hoạt động: 2.2V-5V
- Sử dụng được nhiều phím
- Ít thành phần ngoài
Ứng dụng:
- Bộ phát hồng ngoại dung trong các thiết bị điện tử như:
Television, Video Cassette Recode
Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
Chân 2 và 3: là hai đầu để nối với thạch anh bên ngoài cho bộ tạo dao
động ở bên trong IC.
Chân 4 – 9 (K1 - K6): là đầu của tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ
K1 đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1 – T3) để tạo thành ma trận 18
phím.
Chân 13 ( CODE ): là chân mã số dùng để kết hợp với các ch
để tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.
Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát,
khi không sử dụng có thể bỏ trống.
Chân 15 ( TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM.
Chân 16 ( Vcc): là chân cấp nguồn dương
Bộ tạo dao động và bộ phân tần: Để có thể phát được đi xa, ta cần có
xung có tần số 38Khz ở nơi nhận nhưng trên thị trường khó tìm được
thạcđúng tần số nên ta chọn tần số của thạch anh là 455Khz cho bộ tạo dao
độn đó tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia nó ra thành 12 lần.
Mạch điện phím vào: Có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1 –
K6 và mạch hoạt động thời gian T1 – T3 để tạo ra bàn phím ma trận (6*3).
- Phím 1 – 6: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi ấn giữ.
- Phím 7 – 18: là những phím cho ra những tín hiệu không liên tục. Tín
hiệu sẽ bị mất ngay khi nhấn vào cho dù có giữ phím.
Mạch hoạt động tín hiệu thời gian - Mạch phát sinh tín hiệu:
- Lệnh truyền: gồm một từ lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1 bit mã
liên tục, 2 bit mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào. Vậy, nó có 12 bit
mã.Trong đó, 3 bit mã người dùng được tạo như sau:
Dữ liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu 1 diode được nối giữa
chân CODE và chân Tn (n = 1-3); và là “0” khi không nối diode.
Vì IC thu PT2249, chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3), nên chân
T1 của PT2249 sẽ luôn ở mức “1”.
o C1,C2,C3 : mã người dùng
o H : mã tín hiệu liên tục
o S1,S2 : mã tín hiệu không liên tục
o D1- D6 : mã ngõ vào
Dạng sóng truyền :
- Thời gian của bit “a” phụ thuộc vào tần số dao động và được tính bởi
công thức:
o Tín hiệu không liên tục :
- Khi nhấn bất kỳ 1 phím không liên tục, tín hiệu không liên tục chỉ truyền 2
từ lệnh đến ngõ ra.
o Tín hiệu liên tục :
- Khi nhấn bất kỳ một phím liên tục , tín hiệu liên tục sẽ lặp lại chu kỳ s
khi truyền 2 từ lệnh và thời gian dừng cho đến khi phím không được nhấn nữa
- Một vài tham số quan trọng:
2) IC thu tín hiệu và mã hóa hồng ngoại PT2249
- PT2249 cũng được chế tạo bởi công nghệ CMOS . Nó có thể điều khiển tối đa
10 thiết bị.
* Đặc tính :
+ Tiêu tán công suất thấp
+ Khả năng chống nhiễu rất cao
+ Nhận được đồng thời 5 chức năng từ IC phát PT2249
+ Cung cấp bộ tạo dao động RC
+ Bộ lọc số và Bộ kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng
khác nhau như đèn PL . Do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thu.
* Sơ đồ chân của PT2249
- Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
- Chân 2 (R) : là đầu vào tín hiệu thu.
- Các chân 3 – 7 (H1 - H5) : là đầu ra tín hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín
hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ luôn duy trì ở mức logic “1”.
- Các chân 8 – 12 (S5 – S1): là đầu ra tín hiệu không liên tục. Chỉ cần thu được
tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1”
trong khoảng thời gian là 107ms.
- Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa
phần phát và phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ
hợp mã hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu.
- Chân 15 (OSC): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao
động cho mạch.
- Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp
- Giải thích sơ đồ khối :
Sau khi IC phát PT2248 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ
được mắt thu tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RXin. Chân RXin có nhiệm vụ sẽ
chỉnh lại dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ
lọc số. Bộ lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu
đầu tiên được lưu vào thanh ghi 12 bit. Tiếp đến, dữ liệu thứ hai sẽ được nạp
vào thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của
nó khớp với mã của phần phát. Trường hợp , mã của dữ liệu không khớp với
mã của phần phát thì quá trình sẽ được lặp lại.
3) Module hay LED thu tín hiệu hồng ngoại PIC 1018SCL
PIC – 1018SCL là IC thu tín hiệu hồng ngoại với những ưu điểm sau:
- Là IC có Kích thước nhỏ
- Phạm vi thu nhận tín hiệu xa (+,- 45 độ)
- Khả năng chống nhiễu tốt.
* Sơ đồ khối của PIC 1018SCL
Giải thích sơ đồ khối:
Tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát qua bộ truyền đến mạch thu
được led hồng ngoại nhận rồi đưa qua ba tầng khuếch đại. Sau đó tín
hiệu này được qua mạch lọc băng thông (Band Pass Filter) để chọn dãy
băng thông thích hợp.ở ngõ ra tín hiệu này được qua mạch khuếch đại (AGC)
để tăng độ khuếch đại nếu cần thiết.xung này được qua mach so sánh và
phân tích truớc khi vào mạch Schmitt Trigger.
Mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh có phản hồi như hình sau:
Lúc này do Vin so sánh với tín hiệu ngõ vào V+ là điện thế trên mạch phân áp
R4 – R2, nên theo sự biến thiên giữa hai mức điện áp của Vout, mạch Schimitt
Trigger cũa có hai ngưỡng so sánh là VH và VL
Qua hình ta nhận thấy, mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh Vin theo hai
ngưỡng VH và VL. Khi điện áp Vin vượt qua VH thì giaù trị Vout là 0V và khi
Vin thấp hơn VL thì Vout sẽ ở +Vcc (nghĩa là có sự đảo pha).
Nhiệm vụ chủ yếu của mạch Schmitt Trigger là đổi tín hiệu liên tục thành tín
hiệu vuông với khả năng chống nhiễu cao.
Tín hiệu ngõ ra của mạch Schmitt Trigger qua mạch đảo sẽ cho tín hiệu ở ngõ
của PIC – 1018SCL là tín hiệu đảo
Thông số kỹ thuật
- Nguồn cung cấp 2.5-5v thuờng chọn 5v
- Dòng tiêu thụ cực đại ngõ vào =0 ,Ic=1.5mA
- Tần số dao động F0=37.9KhZ
- Tín hiệu ngõ ra là tín hiệu đảo
- Mức cao ngõ ra VOH=VCC-0.5v
- Mức thấp ngõ ra VOL=0.2v
- Độ rộng xung =60us
- Hoạt động ở nhiệt độ từ-10->+60
4) LED quang - LED phát tín hiệu hồng ngoại
Ở quang trở, quang diode và quang transistor, năng lượng của ánh sáng
chiếu vào chất bán dẫn và cấp năng lượng cho các điện tử vượt dãi cấm.
Ngược blại khi một điện tử từ dãi dẫn điện rớt xuống dãi hoá trị thí sẽ phát ra
một năng lượng E=h.f
Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf. Khi phân cực thuận một nối P-N, điện tử
tự do từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ trống (về phương diện
năng lượng ta nói các điện tử trong dãi dẫn điện – có năng lượng cao – rơi
xuống dãi hoá trị - có năng lượng thấp – và kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp
thì sinh ra năng lượng.
Đối với diod Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt. Nhưng đối với diod
cấu tạo bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng
ngoại (không thấy được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa…).
Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng \vàng
hay đỏ. Với GaP (Gallium phosphor), năng lượng ánh sáng phát ra màu vàng
hoặc xanh lá cây. Các Led phát ra ánh sáng thấy được dùng để làm đèn
báo,trang trí… Phần ngoài của LED có một thấu kính để tập trung ánh sáng
phát ra ngoài.
Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED. Tuỳ theo mức năng
lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau sẽ
quyết định màu sắc của LED. Thông thường, LED có điện thế phân cực thuận
cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 – 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra,
màu đỏ: 1,4 – 1,8V, vàng: 2 – 2,5V, còn màu xanh lá cây: 2 – 2,8V, và dòng
điện qua LED tối đa khoảng vài mA.
5) IC chia tần số hay IC đếm xung CD4017
CD4017 là dòng CMOS dùng đếm xung thập phân. Nó có thể đếm xung ở
sườn dương và sườn âm và kết thúc 1 chu kì đếm tự động Reset. Nó được ứng
dụng nhiều vào trong các ứng dụng như : điều khiển tự động, làm các công
cụ âm nhạc, điện tử y sinh, hệ thống cảnh báo, điện tử công nghiệp, và thiết
bị đo từ xa..
a) Sơ đồ kiểu chân và tác dụng của các chân :
+ Từ chân 1,2,3,4,5,6,7,8,9,11 tương ứng với 10 xung đầu ra của CD4014.
Các chân này được xuất ra mức 1 khi số xung được đếm tương ứng với thứ tự
các chân đầu ra.
+ Chân 15 là chân Reset. Khi chân này tác động ở mức 1 thì đếm sẽ bị Reset
về đầu.
+ Chân 14 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn dương
+ Chân 13 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn âm
+ Chân 12 là chân xung báo hiệu là đã đếm xong 1 chu kì đếm ( Có nghĩa là
khi CD4017 đếm từ 1 đến 5 thì chân 12 ở mức 1 và CD4017 đếm từ 6 đến 10
thì chân 12 ở mức 0).
+ Chân 8 và 16 là chân nguồn
b) Bảng giá trị của CD4017
Nhìn vào bảng trên ta thấy được CD4017 nó đếm nào nhưng hiểu qua thế này
: Khi xung đầu vào nó đang ở mức dương thì xung đầu tiên được đếm và khi
xung đầu vào xuống mức âm thì chân 1 vẫn giữ trạng thái là ở mức 1. Khi
xung đầu vào lại đến sườn dương thứ 2 thì ngày lập tức xung thứ 2 được đếm
và xung đầu tiên bị mất trạng thái và xuống mức âm. Cứ như thế nó đếm đến
10 là kết thúc 1 chu kì đếm và quay trở về chu kì mới.
Nhìn vào bảng đếm để đếm tới 10 thì chân Reset luôn phải ở mức 0 và chân
13 phải ở mức âm.
C) Chú ý : CD4017 nó có thể đếm được ở 2 mức : Đếm sườn âm và Đếm sườn
dương
+ Nếu mà đếm sườn dương thì :Clock vào chân 14 và Chân 13 phải nối xuống
đất
+ Nếu đếm sườn âm thì : Clock được vào chân 13 và Chân 14 phải được nối
lên Vcc
+ CD4017 không chỉ đếm từ 1 đến 10. Nó có thể đếm từ 1 đến 2 hay đến
3....Nhưng lớn nhất là 10 dựa vào chân Reset
6) Sơ đồ khối của mạch và giải thích sơ đồ khối
a) Sơ đồ khối của phần thu và phần phát
b) Giải thích sơ đồ khối trên
- Khối bàn phím: có nhiệm vụ tạo ra lệnh cho khối điều khiển phát tín hiệu
tương ứng với một thiết bị cần điều khiển thông qua khối phát tín hiệu.
- Khối điều khiển: sẽ xử lý những thông tin từ khối bàn phím gởi đến để đưa ra
lệnh điều khiển thích hợp cho khối phát, phát chuỗi tín hiệu theo dạng xung
nhị phân.
- Khối tạo dao động: có nhiệm vụ tạo ra tần số xung nhịp cho các khối
điều khiển làm việc.
- Khối phát: có nhiệm vụ nhận chuoãi tín hiệu từ khối điều khiển dưới dạng
điện áp, sau đó chuyển chuoãi tín hiệu điện này thành ánh sáng hồng ngoại
và phát đi qua môi trường không gian đến khối thu (trên máy thu).
- Khối nhận: có nhiệm vụ nhận tín hiệu (chuỗi ánh sáng hoàng ngoại từ khối
phát gởi đến, chuyển chuỗi tín hiệu này thành tín hiệu điên trở lại như ban
đầu, rồi khuếch đại lên sau đó gởi đến khối giải mã.
- Khối giải mã: sau khi đã nhận được chuỗi tín hiệu điện từ khối nhận gởi đến,
khối này sẽ giải mã ra bằng cách so sánh với những chuỗi tín hiệu đã được
quy định sẵn trong khối, và đưa ra lệnh để điều khiển khối chấp hành(thông
qua bộ đệm).
- Bộ đệm: có nhiệm vụ là giữ mức điện ổn định cho khối chấp hàn thực thi
lệnh, khi có phím nào được nhấn thì tín hiệu ở ngõ ra chi được duy trì trong
một không thời gian nhất định (170 ms đối với phím đơn), cho nên muốn tín
hiệu được duy trì khi không còn tác động từ bàn phím thì cần phải có khối
đệm.
- Khối chấp hành: chỉ có nhiệm vụ là nhận lệnh từ khối giải mã rồi thi hành
lệnh đó (đóng hoặc ngắt một thiết bị nào đó).
- Khối nguồn: cung cấp điện năng cho các khối trong mạch làm việc.
7) Sơ đồ nguyên lý
a) Sơ đồ phần phát
Thạch anh dao động của PT2248 là thạch anh dao động có tần số 455Khz
Khi một phím trên bàn phím được nhấn (VD phím số 1), thì chân 10 (T1) và
chân 4 (K1) thông mạch với nhau (các chân T1, K1 trên IC PT2248), lúc này
ngõ ra cảu IC PT2248 trên chân 15 (TXout) sẽ phát liên tục 1 chuỗi xung điện
đi vào cực B của cặp transistor Q1 (A1266),nhằm điều khiển cho 1 con led
phát hồng ngoại D1 phát chuỗi xung điện này thành chuỗi ánh sáng hồng
ngoại (tương ứng với chuỗi tín hiện điện trên) thông qua không gian đến IC
thu hồng ngoại trên mạch thu.
Để IC PT2248 của mạch phát làm việc được cần phải có bộ tạo dao động gồm
thạch anh 455Khz và 2 tụ 150pF C1 và C2.
b) Sơ đồ phần thu và điều khiển ngoại vi
Từ IC thu hồng ngoại PIC 1018 khi nhân được chuỗi ánh sáng hồng
ngoại từ mạch phát đến thì IC PIC 1018 sẽ chuyển thành chuỗi tín hiệu điện
đưa ra chân 2 (Do chuỗi tín hiệu điện từ chân 2 của IC PIC 1018 là ngược với
chuỗi tín hiệu điện tại ngõ ra của IC PT2248 trên mạch phát: Chân 15 IC
PT2248 LOGIC 1 thì ngõ ra trên chân số 2 IC PIC 1018 lại là mức logic 0).
Để có thể khôi phục lại đúng với chuỗi tín hiệu như ban đầu thì từ chân 2 IC
PIC 1018 cần phải có mạch đảo chuỗi tín hiệu lại, thông qua transistor C3198
được lấy ra từ cựa C. Tại đây chuỗi tín hiệu đã được khôi phục và khuếch đại
lên đúng với chuỗi tín nhiệu ban đầu, sau đó được đưa vào chân số 2 (RXin)
của IC PT2249 để điều khiển mạch chấp hành.
Từ IC PT2249 trên mạch thu khi nhân được tín nhiệu tương ứng với phím số 1
trên mạch phát, IC PT2249 sẽ điều khiển chân số 3 (HP1) lên mức logic 1 đưa
vào chân led và tín hiệu ra từ 2 chân 4 và 5 tương tự như chân 1. và chân 6
và 7 của PT2249 tương ứng với phím bấm 4 và 5 trên PT2248 . khi phím 4
được bấm trên mạch phát thì trên mạch thu từ chân của PT 2249 sẽ đưa ra
tín hiệu ở mức logic 1 (14) của 4017 và làm 4017 chuyển trạng thái từ chân
xuất số 1 lên chân số 2 và bấm thêm lần nữa thì sẽ chuyến sang chấn số 3 và
sẽ chuyển lần lượt như vậy. và bím phâm thứ 5 tương tự như vậy.